Способ измерения температуры газа



Способ измерения температуры газа
Способ измерения температуры газа
Способ измерения температуры газа
Способ измерения температуры газа
Способ измерения температуры газа
Способ измерения температуры газа
G01K2013/024 - Измерение температуры; измерение количества тепла; термочувствительные элементы, не отнесенные к другим классам ( измерение температурных колебаний с целью компенсации их влияния на измерение других переменных величин или для компенсации ошибок в показаниях приборов для измерения температуры, см. G01D или подклассы, к которым отнесены эти переменные величины; радиационная пирометрия G01J; определение физических или химических свойств материалов с использованием тепловых средств G01N 25/00; составные термочувствительные элементы, например биметаллические G12B 1/02)

Владельцы патента RU 2711376:

АО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" (RU)

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при измерении температуры газа (воздуха) в газотурбинном двигателе (ГТД). Заявлен способ измерения температуры газа (воздуха) в газотурбинном двигателе (ГТД), который заключается в том, что газ, температуру которого измеряют, пропускают через струйный генератор с пневмоэлектропребразователем сигналов, обдувают этим газом термопару, установленную в выходном канале струйного генератора. Передают электрические сигналы пневмоэлектропреобразователя и термопары в вычислительный блок. На установившихся режимах работы ГТД периодически фиксируют частоту колебаний струйного генератора и температуру газа, определенную по электрическому напряжению, сформированному термопарой, и определяют температуру газа в ГТД по формуле:

,

где Т - температура газа в ГТД, K; f - текущая частота колебаний струйного генератора, Гц; fб - частота колебаний струйного генератора на установившемся режиме работы ГТД, Гц; ТТб - температура газа, определенная термопарой на установившемся режиме работы ГТД, K; ад - коэффициент, характеризующий динамические качества струйного генератора как измерителя температуры; ТТ - текущая температура газа, определенная по показаниям термопары, K. Технический результат - повышение точности измерения температуры газа в ГТД.

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при измерении температуры газа (воздуха) в газотурбинном двигателе (ГТД).

Известен способ измерения температуры газа струйно - акустическим датчиком температуры, заключающийся в том, что пропускают газ через акустический датчик, фиксируют частоту колебаний акустического датчика и определяют температуру газа по формуле: , где Т - температура газа; f - частота колебаний струйно-акустического датчика; k - постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных параметров датчика. При скачкообразном изменении температуры газа показания струйно - акустического датчика соответствуют зависимости: , где Тн - температура газа до ее скачкообразного изменения; Тк - температура газа после ее скачкообразного изменения; ад - коэффициент, определяющий величину первоначального скачка показаний датчика; e - 2,718; t - текущее время от момента скачкообразного изменения температуры; t0 - постоянная времени прогрева корпуса датчика (см. Проблемы автоматизации технических процессов добычи, транспортировки и переработки нефти и газа. Сборник трудов VI Всероссийской заочной научно - практической конференции. Т2. 12.04.2017г. Уфа, изд-во УГНТУ, статья: «Динамическое измерение температуры газов струйно-акустическими датчиками», А.С. Надршин, Ж.А. Сухинец, А.И. Гулин.с.97).

Недостатком данного способа является невысокая динамическая точность измерения температуры газа из - за сложных тепловых взаимодействий газовых потоков внутри генератора.

Наиболее близким техническим решением является способ измерения температуры газа в ГТД, реализуемый при помощи устройства для измерения температуры газа (см. Авторское свидетельство СССР №1519338, G01K13/02, от 28.07.1986г.), содержащего струйный генератор, преобразователь сигналов и термопару, установленную в выходном канале струйного генератора. Способ измерения температуры газа в ГТД данным устройством заключается в том, что пропускают газ через струйный генератор с преобразователем сигналов, и обдувают термопару, установленную в выходном канале струйного генератора, фиксируют сигналы частоты колебаний струйного генератора и электрическое напряжение термопары, которые передаются в вычислительный блок, где определяют температуру газа.

Недостатком данного способа является недостаточно высокая динамическая точность измерения температуры газа на переходных режимах работы ГТД из-за различий в статических характеристиках струйного генератора и термопары.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение динамической точности измерения температуры газа на переходных режимах работы ГТД.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе измерения температуры газа в ГТД газ, температуру которого измеряют, пропускают через струйный генератор с пневмоэлектропреобразователем сигналов, обдувают этим газом термопару, установленную в выходном канале струйного генератора, передают электрические сигналы пневмоэлектропреобразователя и термопары в вычислительный блок, где рассчитывают температуру газа, при этом на установившихся режимах работы ГТД периодически фиксируют частоту колебаний струйного генератора, температуру газа, измеренную термопарой и определяют температуру газа в ГТД по формуле:

,

где Т - температура газа в ГТД, К;

f - текущая частота колебаний струйного генератора, Гц;

fб - частота колебаний струйного генератора на последнем установившемся режиме работы ГТД, Гц;

Ттб - температура газа, определенная термопарой на последнем установившемся режиме работы ГТД, К;

aд - коэффициент, характеризующий динамические качества струйного генератора как измерителя температуры;

ТТ - текущая температура газа в ГТД, определенная по показаниям термопары, К.

Измерение температуры газа в ГТД данным способом позволяет повысить динамическую точность измерения температуры газа на переходных режимах работы ГТД путем устранения дополнительных динамических ошибок, которые возникают из - за различий в статических характеристиках струйного генератора и термопары.

Способ измерения температуры газа в ГТД реализуют следующим образом.

Газ (воздух), температуру которого измеряют, пропускают через струйный генератор с пневмоэлектропреобразователем сигналов и обдувают этим газом термопару, установленную в выходном канале струйного генератора. Передают электрические сигналы пневмоэлектропреобразователя и термопары в вычислительный блок. На установившихся режимах работы ГТД в вычислительном блоке периодически фиксируют частоту колебаний струйного генератора, которая пропорциональна температуре проходящего через него газа. Также на установившихся режимах работы ГТД периодически фиксируют температуру газа, определенную по электрическому напряжению, сформированному термопарой. Используя зафиксированные значения частоты колебаний струйного генератора и температуры термопары на последнем установившемся режиме работы ГТД, определяют температуру газа по формуле: .

Такое техническое решение позволяет на переходных режимах работы ГТД измерять температуру газа с высокой точностью. В данном способе исключены погрешности, связанные с изменением линейных размеров генератора при высоких температурах газа (эффект термического расширения), и погрешности, связанные с изменением свойств газа при добавлении в воздух продуктов сгорания. За счет этого повышается динамическая точность измерения температуры газа в ГТД.

Способ измерения температуры газа (воздуха) в газотурбинном двигателе (ГТД), заключающийся в том, что газ, температуру которого измеряют, пропускают через струйный генератор с пневмоэлектропреобразователем сигналов, обдувают этим газом термопару, установленную в выходном канале струйного генератора, передают электрические сигналы пневмоэлектропреобразователя и термопары в вычислительный блок, где определяют температуру газа,

отличающийся тем, что на установившихся режимах работы ГТД периодически фиксируют частоту колебаний струйного генератора, температуру газа, измеренную термопарой, и определяют температуру газа в ГТД по формуле:

,

где Т - температура газа в ГТД, K;

f - текущая частота колебаний струйного генератора, Гц;

fб - частота колебаний струйного генератора на последнем установившемся режиме работы ГТД, Гц;

ТТб - температура газа в ГТД, определенная термопарой на последнем установившемся режиме работы ГТД, K;

ад - коэффициент, характеризующий динамические качества струйного генератора как измерителя температуры;

ТТ - текущая температура газа в ГТД, определенная по показаниям термопары, K.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерения теплового состояния поверхности твердого тела и газового потока. Способ тепловизионного определения характеристик теплоотдачи, включающий измерение температурных полей твердого тела и газового потока, при этом измерение температурного поля газового потока проводится синхронно с измерением температурного поля твердого тела путем размещения в газовом потоке преобразователя температуры в виде сетки.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения свойств и характеристик газовых потоков в экстремальных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов на поверхностях различных газоходов.

Изобретение относится к технике радиофизических измерений и может быть использовано для измерения в миллиметровом участке спектра собственного теплового излучения разнообразных быстропротекающих газодинамических процессов, развивающихся в радиопрозрачных объектах.

Изобретение относится к области кристаллографии, а более конкретно к беспроводным устройствам для контроля температуры в вакуумных ростовых камерах, а также при отжиге кристаллов, выращенных из расплава.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры технологических сред. Предложена система расчета температуры технологической среды, которая включает в себя первый датчик температуры, установленный для измерения внешней температуры канала для технологической среды.

Изобретение относится к области дистанционного измерения высоких температур газов, в частности к способам спектрометрического измерения температуры потока газов и обработки спектральных данных оптических датчиков определения температуры потоков газов и может быть использовано для экспериментальных исследований рабочего процесса силовых установок и для повышения надежности при эксплуатации газовых турбин и газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области контактных измерений параметров высокотемпературных газов, в частности к средствам измерения температуры газа и распределения ее значений в полостях высокотемпературных элементов газотурбинных двигателей, и может быть применено для экспериментальных исследований рабочего процесса силовых установок при проведении аэродинамических испытаний.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры высокотемпературных процессов в газодинамике в условиях воздействия высоких давлений и газодинамического напора.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения зон возможного обледенения воздушных судов в режиме реального времени. Для этого в заданном районе наблюдения вначале регистрируют несколько фактических значений общего влагосодержания, затем регистрируют фактическое значение вертикального профиля температуры наземным метеорологическим температурным профилемером.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры технологической текучей среды. Предложена система (300) измерения температуры технологической текучей среды, которая включает в себя измерительный (200) канал, сконфигурированный для связи с трубопроводом для технологической текучей среды и простирающийся сквозь стенку (102) трубопровода для технологической текучей среды.

Изобретение относится к способам измерения температуры газа (воздуха) в газотурбинном двигателе (ГТД). Технический результат заключается в повышении точности определения температуры газа в ГТД.

Изобретение относится к области измерения теплового состояния поверхности твердого тела и газового потока. Способ тепловизионного определения характеристик теплоотдачи, включающий измерение температурных полей твердого тела и газового потока, при этом измерение температурного поля газового потока проводится синхронно с измерением температурного поля твердого тела путем размещения в газовом потоке преобразователя температуры в виде сетки.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения свойств и характеристик газовых потоков в экстремальных условиях эксплуатации.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов на поверхностях различных газоходов.

Изобретение относится к технике радиофизических измерений и может быть использовано для измерения в миллиметровом участке спектра собственного теплового излучения разнообразных быстропротекающих газодинамических процессов, развивающихся в радиопрозрачных объектах.

Изобретение относится к способам определения равновесных термобарических условий образования и диссоциации газовых гидратов, нахождение которых является важным при предотвращении образования и ликвидации техногенных гидратов, а также добычи газа на месторождениях природных гидратов.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры технологических сред. Предложена система расчета температуры технологической среды, которая включает в себя первый датчик температуры, установленный для измерения внешней температуры канала для технологической среды.

Изобретение относится к области дистанционного измерения высоких температур газов, в частности к способам спектрометрического измерения температуры потока газов и обработки спектральных данных оптических датчиков определения температуры потоков газов и может быть использовано для экспериментальных исследований рабочего процесса силовых установок и для повышения надежности при эксплуатации газовых турбин и газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области контактных измерений параметров высокотемпературных газов, в частности к средствам измерения температуры газа и распределения ее значений в полостях высокотемпературных элементов газотурбинных двигателей, и может быть применено для экспериментальных исследований рабочего процесса силовых установок при проведении аэродинамических испытаний.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при измерении температуры газа в газотурбинном двигателе. Заявлен способ измерения температуры газа в газотурбинном двигателе, который заключается в том, что газ, температуру которого измеряют, пропускают через струйный генератор с пневмоэлектропребразователем сигналов, обдувают этим газом термопару, установленную в выходном канале струйного генератора. Передают электрические сигналы пневмоэлектропреобразователя и термопары в вычислительный блок. На установившихся режимах работы ГТД периодически фиксируют частоту колебаний струйного генератора и температуру газа, определенную по электрическому напряжению, сформированному термопарой, и определяют температуру газа в ГТД по формуле: ,где Т - температура газа в ГТД, K; f - текущая частота колебаний струйного генератора, Гц; fб - частота колебаний струйного генератора на установившемся режиме работы ГТД, Гц; ТТб - температура газа, определенная термопарой на установившемся режиме работы ГТД, K; ад - коэффициент, характеризующий динамические качества струйного генератора как измерителя температуры; ТТ - текущая температура газа, определенная по показаниям термопары, K. Технический результат - повышение точности измерения температуры газа в ГТД.

Наверх